專利名稱：自適應(yīng)軟體結(jié)構(gòu)邊坡排水溝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種邊坡排水溝，特別是涉及一種用于邊坡工程的自適應(yīng)軟體結(jié) 構(gòu)邊坡排水溝。
技術(shù)背景排水溝是各類邊坡工程中表面排水的重要方式，目前國內(nèi)外采用的主要的施工方 法為在邊坡設(shè)計排水溝部位，按設(shè)計尺寸開挖成槽狀，然后用漿砌片石或鋼筋混凝土砌 成。圖5a和圖5b分別顯示了目前所用的兩種普通硬體排水溝的主要結(jié)構(gòu)，其中圖5a顯示 了是漿砌片石結(jié)構(gòu)，圖5b顯示了是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。這兩種普通硬體排水溝可以達到基本 的排水、導(dǎo)水等功能，但存在很多的不足之處1、普通硬體結(jié)構(gòu)排水溝由塊石、水泥或鋼筋混凝土制成，運輸困難，造價相對較 高，而且施工極其不方便。尤其對于大型高邊坡，材料的運輸非常困難，造成施工緩慢。2、由于漿砌片石或者鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)均為脆性硬體結(jié)構(gòu)，難以承受不均勻變形， 當局部地段發(fā)生不均勻沉降時，將造成結(jié)構(gòu)的斷裂和破壞。而邊坡的不均勻沉降帶常常為 坡體的軟弱帶，水將沿排水溝的斷裂破壞處進入坡體，使得這些破裂位置成為坡體一個集 中漏水帶。這使邊坡排水溝不但失去其應(yīng)有的排水作用，反而加劇了地表水的入滲，恰恰起 到相反的效果。這類現(xiàn)象尤其在松散堆積體邊坡、黃土邊坡、膨脹土邊坡等地區(qū)尤為明顯。 目前，如何保障各類邊坡排水溝在運營期間的有效性及其修復(fù)問題一直是一個難題。3、在高緯度或高海拔地區(qū)的季節(jié)性凍土地帶，在冬季構(gòu)成坡體的土體凍結(jié)，體積 膨脹，春天后土體逐漸消融，體積減少。受這種長期的凍融作用的影響，普通硬體結(jié)構(gòu)排水 溝極易遭受破壞。4、樹、灌木等植物的根系穿過普通硬體結(jié)構(gòu)的排水溝時，由于植物的不斷生長，根 系的不斷發(fā)育，對這類排水溝(尤其是漿砌片石結(jié)構(gòu)的排水溝)的穩(wěn)定性也有影響。嚴重 者，植物的根系可能會將結(jié)構(gòu)頂破。5、普通硬體結(jié)構(gòu)排水溝的壽命一般較短，而且這類排水溝一旦局部發(fā)生斷裂破壞 就難以補救。即使可以補救，也將會花費很高的代價。6、從環(huán)保生態(tài)的角度講，鋼筋混凝土本身就會對周圍的生態(tài)造成不良的影響，而 且影響邊坡的美觀和和諧性能。國外許多國家已明確規(guī)定在一些工程中不準使用此類材 料。隨著各類合成材料的出現(xiàn)，無紡?fù)凉た椢镆呀?jīng)作為一種新型的土工合成材料被廣 泛應(yīng)用于多種巖土工程中。鑒于該合成材料的許多優(yōu)點，國外已將該材料應(yīng)用于環(huán)境和侵 蝕保護、基礎(chǔ)建設(shè)、邊坡表層生態(tài)防護、商業(yè)住宅區(qū)綠化等，并發(fā)展了相應(yīng)的專業(yè)生產(chǎn)商。在 具體設(shè)計和施工中完全考慮到生態(tài)環(huán)保功能，就地取材，不涉及任何水泥混凝土、鋼筋等對 生態(tài)環(huán)境有影響的材料。然而，現(xiàn)有的設(shè)計和施工方法均未注意到這類材料在邊坡防護工 程中可以發(fā)揮出更多更有效的功能。發(fā)明內(nèi)容針對普通硬體結(jié)構(gòu)排水溝存在的以上缺點，本實用新型提出了一種集排水、施工 簡便、壽命周期長、生態(tài)環(huán)保、抗凍融、自適應(yīng)性強等優(yōu)點于一體的自適應(yīng)軟體結(jié)構(gòu)邊坡排 水溝。本實用新型的上述目的是這樣實現(xiàn)的，一種自適應(yīng)軟體結(jié)構(gòu)邊坡排水溝，包括防 滲層、多個裝有土體填充物的生態(tài)土工袋以及種植在裝有填充物的生態(tài)土工袋中的植被； 其中，所述防滲層被鋪設(shè)在排水溝的兩側(cè)及溝底，并且在已鋪設(shè)防滲層的排水溝兩側(cè)及溝 底分別鋪滿所述裝有填充物的生態(tài)土工袋。其中，所述多個生態(tài)土工袋之第一部分生態(tài)土工袋被平鋪在已鋪設(shè)防滲 層的排水 溝溝底；所述多個生態(tài)土工袋之第二部分生態(tài)土工袋沿著排水溝兩側(cè)被分別堆疊在已平鋪 到溝底的相應(yīng)生態(tài)土工袋之上。其中，堆疊在所述第一部分生態(tài)土工袋上的所述第二部分生態(tài)土工袋通過連接扣 與其連接。其中，所述連接扣的板體具有分別從板體兩側(cè)凸出的凸丁，用于分別釘入位于其 兩側(cè)的生態(tài)土工袋中。其中，所述生態(tài)土工袋由無紡?fù)凉げ牧现瞥桑瞄_挖排水溝時挖出來的土體充填， 并用封口條進行封包。本實用新型具有以下技術(shù)效果1、自適應(yīng)型結(jié)構(gòu)當排水溝所處地段因邊坡變形或凍融等作用造成局部不均勻沉降時，結(jié)構(gòu)可以自 動調(diào)節(jié)自身的狀態(tài)，適應(yīng)相應(yīng)的變形，而不會出現(xiàn)斷裂和破壞。2、施工便利施工過程中充分利用現(xiàn)場材料，加上生態(tài)土工袋和防滲層的重量較輕，因此施工 過程中運輸十分便利，同時，排水溝結(jié)構(gòu)簡單，施工人員無需進行專門培訓(xùn)，即可施工。3、地域適應(yīng)性強自適應(yīng)軟體結(jié)構(gòu)排水溝不但可以適用于各類一般的巖土邊坡，而且可以適用于黃 土、膨脹土、松散堆積體等特殊土體邊坡。4、造價較低采用聚丙烯等材料做成的土工織物相對較低，同樣的工程其價格要較普通的硬體 結(jié)構(gòu)低10%左右。5、生態(tài)功能好采用無紡?fù)凉た椢镒龀傻纳鷳B(tài)土工袋，具有透水不透土的優(yōu)勢，為植物的生長提 供了一個良好的載體。用其做成的排水溝即保證了其基本的排水功能，又與周圍環(huán)境實現(xiàn) 了無縫的結(jié)合。
以下結(jié)合附圖對本實用新型的細節(jié)進行詳細說明。
圖1是本實用新型自適應(yīng)軟體結(jié)構(gòu)邊坡排水溝的斷面圖；圖2是本實用新型自適應(yīng)軟體結(jié)構(gòu)邊坡排水溝俯視圖；[0030]圖3是本實用新型的生態(tài)土工袋的示意圖；圖4是本實用新型的連接扣的立體圖；圖5a和圖5b分別顯示了兩種普通硬體結(jié)構(gòu)邊坡排水溝。附圖標記說明1_邊坡體；2-防滲層；3-生態(tài)土工袋；31-第二部分生態(tài)土工袋； 32-第一部分生態(tài)土工袋；4-植被；5-連接扣；51-連接扣的板體；52-連接扣的凸丁 ；6-漿 砌片石；7-鋼筋；8-混凝土。
具體實施方式
本實用新型是一種可用于各類邊坡工程的一種自適應(yīng)軟體結(jié)構(gòu)邊坡排水溝，如圖 1和圖2分別顯示了該排水溝的斷面圖和俯視圖。如圖1所示，該自適應(yīng)軟體結(jié)構(gòu)邊坡排水溝包括防滲層2，其由防滲土工合成材 料做成(防滲層可以根據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況和需要來選擇合適的土工合成材料)；多個裝有 土體填充物的生態(tài)土工袋3，其由無紡?fù)凉ず铣刹牧献龀?，土體填充物需適合植株矮小且適 合當?shù)丨h(huán)境的植被的生長；以及種植在裝有填充物的生態(tài)土工袋中的植被4，該植被最好 選擇適合在當?shù)厣L且矮小的植物。其中所述防滲層2被鋪設(shè)在排水溝的兩側(cè)及溝底，并 且在已鋪設(shè)防滲層2的排水溝兩側(cè)及溝底分別鋪滿所述裝有填充物的生態(tài)土工袋3。其中，所述多個生態(tài)土工袋3之第一部分生態(tài)土工袋32被平鋪在已鋪設(shè)防滲層2 的排水溝溝底；所述多個生態(tài)土工袋3之第二部分生態(tài)土工袋31沿著排水溝兩側(cè)被分別堆 疊在已平鋪到溝底的相應(yīng)生態(tài)土工袋32之上。此外，堆疊在所述第一部分生態(tài)土工袋32上的所述第二部分生態(tài)土工袋32通過 連接扣5與其連接。圖1和圖2所示的新型自適應(yīng)軟體結(jié)構(gòu)邊坡排水溝與普通的硬體結(jié)構(gòu)排水溝(圖 5a和圖5b所示)在結(jié)構(gòu)上的主要差別在于前者采用現(xiàn)代土工合成材料做成的軟體結(jié)構(gòu)， 代替后者傳統(tǒng)的以混凝土為主的硬體材料。軟體結(jié)構(gòu)具有承受一定變形的能力，即使因邊 坡變形或凍融等原因而造成局部不均勻變形時，該結(jié)構(gòu)會自適應(yīng)地進行自我調(diào)整，以適應(yīng) 當前形態(tài)，而不會出現(xiàn)如同硬體脆性結(jié)構(gòu)一樣的斷裂或破壞，因此我們稱之為一個具有自 適應(yīng)性的結(jié)構(gòu)(或稱為一個智能型結(jié)構(gòu))，解決了傳統(tǒng)的硬體結(jié)構(gòu)所不能解決的難題。即便 考慮最不利的外界因素造成的生態(tài)土工袋或防滲層被機械性的破壞，也可以通過換掉損壞 的袋子或通過簡單的修復(fù)就可以解決。圖3顯示了生態(tài)土工袋的示意圖。構(gòu)成生態(tài)土工袋的無紡?fù)凉ず铣刹牧?包括土 工袋的封包線)均采用永不降解、可以完全回收利用的聚丙烯制作而成。無紡?fù)凉ず铣刹?料具有透水不透土的優(yōu)點，可以防止袋中的土體被水帶走，又可以作為植被生長的載體。不 會對周圍生態(tài)環(huán)境造成任何影響，保證了該系統(tǒng)的生態(tài)功能。此外，聚丙烯不會被蚯蚓、白 蟻等地下生物所破壞。對于所采用的生態(tài)土工袋可以根據(jù)具體的設(shè)計要求將無紡?fù)凉げ甲?成不同尺寸規(guī)格。圖4顯示了連接扣5的立體示意圖。連接扣5的板體51具有分別從板體兩側(cè)凸 出的凸丁 52，用于分別釘入位于其兩側(cè)的生態(tài)土工帶中。連接扣的板體51可以是矩形、圓 形、橢圓或者其它形狀(圖4顯示的是矩形的板體)，凸丁 52足夠堅實并能釘入生態(tài)土工 袋。連接扣5最好用塑料和鋁等不腐蝕材料制作。必要的時候，如對于需要加固的單層鋪設(shè)的生態(tài)土工袋，可以制作只有一面板體有凸丁的連接扣。放置連接扣時，最好時使板體下 面的凸丁分別釘入同層的兩個生態(tài)土工袋中，這樣不僅可以時側(cè)面疊放的生態(tài)土工袋在縱 向上緊密連接，也可以加緊生態(tài)土工袋在橫向上的連接。本實用新型的具體實施步驟如下1.根據(jù)邊坡的水文地質(zhì)與工程地質(zhì)條件，設(shè)計排水溝的具體位置及相應(yīng)的斷面尺 并制定相應(yīng)尺寸規(guī)格的生態(tài)土工袋。2.在設(shè)計排水溝部位按照相應(yīng)的設(shè)計尺寸開挖施工斷面，并將挖方土堆放在附近 為填裝生態(tài)土工袋時使用。3.施工斷面開挖完畢后，進行整平，去除大的塊石等。4.鋪設(shè)防滲層將基底的有尖角的碎石去掉，必要時可鋪一層壓實的土，防止損 壞防滲土工材料做成防滲層。5.裝袋將開挖排水溝時的棄土除掉粒徑較大的塊石后，裝入生態(tài)土工袋中，并 用封包線將生態(tài)土工袋封口。6.安裝將已封裝好的生態(tài)土工袋，按圖1和圖2所示的方式放置生態(tài)土工袋，并 且在疊放排水溝兩側(cè)生態(tài)土工袋的同時，放置連接扣。對于放置好的生態(tài)土工袋，應(yīng)用腳踩 實、踩平整，保證排水溝整體平整性。7.重復(fù)上述4、5、6步驟，完成整個邊坡排水溝的施工。8.植被植物可以通過各種方式播種，如直接將種子與土混勻裝入生態(tài)土工袋 中，也可以通過撒播、插播等方式。同時，為了使種植的植被更好的生長，可以選用一些有助 于該植被的營養(yǎng)土混裝入袋中。根據(jù)實際情況選取合適的播種方式種植植物后，并在植物 的萌芽期間予以適當?shù)膰娝B(yǎng)護。為了保證排水溝運營期間的順利暢通和氣候適應(yīng)性，因 此在植被選取方面宜選用當?shù)氐闹仓臧〉闹脖?。盡管上文對本實用新型進行了詳細說明，但是本實用新型不限于此，本技術(shù)領(lǐng)域 技術(shù)人員可以根據(jù)本實用新型的原理進行各種修改。因此，凡按照本實用新型原理所作的 修改，都應(yīng)當理解為落入本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求一種自適應(yīng)軟體結(jié)構(gòu)邊坡排水溝，包括防滲層(2)、多個裝有土體填充物的生態(tài)土工袋(3)以及種植在裝有填充物的生態(tài)土工袋中的植被(4)，其特征在于所述防滲層(2)被鋪設(shè)在排水溝的兩側(cè)及溝底，并且在已鋪設(shè)防滲層(2)的排水溝兩側(cè)及溝底分別鋪滿所述裝有填充物的生態(tài)土工袋(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)軟體結(jié)構(gòu)邊坡排水溝，其特征在于，所述多個生態(tài)土 工袋(3)之第一部分生態(tài)土工袋(32)被平鋪在已鋪設(shè)防滲層(2)的排水溝溝底；所述多個 生態(tài)土工袋(3)之第二部分生態(tài)土工袋(31)沿著排水溝兩側(cè)被分別堆疊在已平鋪到溝底 的相應(yīng)生態(tài)土工袋(32)之上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自適應(yīng)軟體結(jié)構(gòu)邊坡排水溝，其特征在于，堆疊在所述第一 部分生態(tài)土工袋(32)上的所述第二部分生態(tài)土工袋(31)通過連接扣(5)與其連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自適應(yīng)軟體結(jié)構(gòu)邊坡排水溝，其特征在于，所述連接扣(5)的 板體(51)具有分別從板體兩側(cè)凸出的凸丁(52)，用于分別釘入位于其兩側(cè)的生態(tài)土工袋 中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)軟體結(jié)構(gòu)邊坡排水溝，其特征在于，所述生態(tài)土工袋 (3)由無紡?fù)凉げ牧现瞥桑瞄_挖排水溝時挖出來的土體充填，并用封口條進行封包。
專利摘要本實用新型是一種用于邊坡工程的自適應(yīng)軟體結(jié)構(gòu)邊坡排水溝，包括防滲層；多個裝有土體填充物的生態(tài)土工袋；以及種植在裝有填充物的生態(tài)土工袋中的植被；其中，所述防滲層被鋪設(shè)在排水溝的兩側(cè)及溝底，并且在已鋪設(shè)防滲層的排水溝兩側(cè)及溝底分別鋪滿所述裝有填充物的生態(tài)土工袋；兩側(cè)疊放的生態(tài)土工袋層之間、以及側(cè)面生態(tài)袋與溝底生態(tài)袋相鄰接層間通過連接扣連接。本實用新型通過鋪設(shè)防滲層和生態(tài)土工袋，還有種植植被，可以實現(xiàn)邊坡工程中表面排水，是集生態(tài)、排水、工程于一體的工程處理措施。
文檔編號E02B11/00GK201567557SQ20092024719
公開日2010年9月1日 申請日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者劉莉, 張輝旭, 徐文杰, 朱立新, 熊嘉育 申請人:北京順天綠色邊坡科技有限公司;中國地質(zhì)科學(xué)院